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电阻测温的抗干扰研究 张家治 电阻测温的抗干扰研究 张家治 葛洲坝电厂电气维修部自动分部 湖北宜昌 443002 摘要：电阻测温的干扰一直是困扰着水电厂的安全运行，本文从电阻测温的原理入手， 研究了水电厂电阻测温的干扰源，并提出了对应的抗干扰措施，从而提高水电厂电阻测 温的抗干扰水平。 关键词：电阻 测温 干扰 水电厂 0 引言 在水电厂，为保证机组的安全运行，我们必须监视机组各部位的运行状况，温度就是其中一 个重要指标,通过温度变化趋势可以判断各部位的受力情况。水电厂的测温位置主要有三部轴承瓦 温、油温、定子、冷热风，这些部位都有着强大的电磁干扰，恶劣的运行环境，时时刻刻干扰着 电阻测温的正常工作。在葛洲坝电厂，就发生多次由于测温跳变导致的设备障碍，2005 年 10F、 12F 定子温度测值多次跳变到 140 多摄氏度，2006 年 10F、19F 先后发生了由于温度跳变导致水 机事故出口动作的障碍。这类缺陷严重困扰着水电厂的安全运行。为提高水电厂安全运行水平， 必须提高水电厂测温的抗干扰水平。本文将从测温原理出发，结合对各种干扰源的分析，提出测 温在实际运行过程中有效的抗干扰措施。 1 测温原理 RTD （resistance temperature detector ）全称电阻温度检测器。在众多测量温度（或测温）方法 中，电阻温度检测器（或电阻测温器，通常简称为RTD ）是最精确的一种方法，在各种工业环境 中广泛应用。在RTD 中，器件电阻与温度成正比。RTD 通过对测温电阻施加外部激励进行采集， 一般 RTD 测量有如下几种原理。 1.1 RTD 集成电路 该原理一般采用自带 RTD 功能的集成电路芯片，如 XTR105 等。该类芯片一般自带 2 路精密 恒流源输出，直接产生 4~20mA 的电流型输出信号或数字信号。 测量原理图如下： 1 全国水电厂自动化技术 2011 学术交流研讨会论文集 该原理器件集成度高，电路简单，并且采集精度高。但该类器件一般输出的电流较小，只有 0.4~0.8mA，并且抗干扰能力较弱，在干扰大的环境下容易造成测值不准，必须在硬件或软件上有 较好的滤波设计。 1.2 电桥原理 该原理采用惠斯通电桥法。通过在电阻电桥上叠加电压源，在被测电阻上形成电压，通过机 械式继电器切换，没有切入的通道仅和电压源有电气联系，和采集回路没有电气联系。 电路框图如下： 本原理采用电压源取代电流源，实现起来比较简单，但存在以下问题： 非线性问题：由于采集电压和电阻的变化率呈非线性关系，因此不同类型的测温电阻之间无 法实现自适应，必须软件补偿； 三线制问题：该原理无法真正实现三线制接线，即使通过三线制接线方式，也无法完全消除 引线电阻。 必须采用机械式继电器，由于机械式继电器寿命有限，长时间频繁动作后损坏率较高。 当多个测温电阻发生接地时会测量不到温度值。由于测温电阻埋设在轴瓦和定子中，加上引 线距离较长，因此很容易发生电阻接地的情况。如下图所示，当测温电阻 R1 的一端和R2 的另一 端同时发生接地时，电流会沿红色通道流过，从而 R1 被短路，无法正确测量。 1.3 恒流源原理 采用独立的恒流源电路，通过 MOS 继电器在通道间切换，没有切入的通道通过 MOS 继电器 隔离，和内部电路没有任何电气上的连接；切入的通道，电流源在电阻上形成电压并由AD 采集。 原理框图如下： 2